气液界面自组装还原氧化石墨烯平面微型超级电容器研究

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1、理学硕士学位论文气液界面自组装还原氧化石墨烯平面微型超级电容器研究王欣哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号:O469理学硕士学位论文气液界面自组装还原氧化石墨烯平面微型超级电容器研究硕士研究生：王欣导师：张光宇教授申请学位级别：理学硕士学科、专业：物理学所在单位：理学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:O469DissertationfortheMasterDegreeinScienceResearchofPlanarMicro-SupercapacitorsBased

2、onSelf-AssembledReducedGrapheneOxideataLiquid-AirInterfaceCandidate：WangXinSupervisor：Prof.ZhangGuangyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpecialty：PhysicsDateofOralExamination：March,2018HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明

3、：此处所提交的硕士学位论文《气液界面自组装还原氧化石墨烯平面微型超级电容器研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：王欣日期：2018年3月29日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《气液界面自组装还原氧化石墨烯平面微型超级电容器研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本

4、论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密。（请在以上相应方框内打√）作者签名：王欣日期：2018年3月29日导师签名：张光宇日期：2018年3月29日气液界面自组装还原氧化石墨烯平面微型超级电容器研究摘要目前电子产品器件朝着微

5、米级乃至纳米级的方向快速发展，导致对储能系统的要求越来越高，对新型能源存储系统的需求越来越大，平面微型超级电容器作为一种新型能源存储器件应运而生。平面微型超级电容器具有离子传输路径短的特性，使其具备更大的比电容。石墨烯由于其高导电率、高电子迁移率和独特的二维结构，成为一种非常理想的平面超级电容器电极材料。本文采用气液界面自组装法制备了氧化石墨烯(GrapheneOxide,GO)薄膜，通过HI酸还原法制备了还原氧化石墨烯(reducedGrapheneOxide,r-GO)薄膜，并利用制备的r-GO薄膜制备出平面微型超级电容

6、器。本文采用气液界面自组装法和HI酸还原法，以不同浓度GO水溶液为原材料制备出r-GO薄膜，并对制备的薄膜进行原子力显微镜、X射线衍射测试和X射线光电子能谱测试及四探针测试。制备出的纳米级r-GO薄膜的碳氧原子比为7.7。本文通过调节GO水溶液浓度得到不同电导率的r-GO薄膜，当浓度为2mg/ml时，r-GO薄膜的电导率达到620.29Scm-1。本文采用r-GO薄膜电极制备全固态超级电容器和全固态平面微型超级电容器，并对器件进行循环伏安测试，计算其电化学性能。计算结果为：全固态平面超级电容器测试的扫描速率越小，器件的电化学

7、特性越好。在0.001Vs-1的低扫速下，器件的面电容和体电容分别是69.565μFcm-2和2.334Fcm-3，其能量密度为324.224μWhcm-3。全固态平面微型超级电容器测试的扫描速率范围为0.01Vs-1到1000Vs-1，在0.01Vs-1的低扫速下，器件的面电容和体电容分别是20.889μFcm-2和6.528Fcm-3，其能量密度为0.91mWhcm-3。在1000Vs-1的高扫速下，器件的功率密度为2.160Wcm-3，并且其循环稳定性高达98%。本文实验研究表明，气液界面自组装法和HI酸还原法制备的r

8、-GO薄膜电极适用于制备平面微型超级电容器。关键词还原氧化石墨烯；气液界面自组装；HI酸还原；循环伏安；平面微型超级电容器--IResearchofPlanarMicro-SupercapacitorsBasedonSelf-AssembledReducedGrapheneOxideata